FEN B L MLER ENST TÜSÜ
CAM TAKV YEL POLYESTER N ASFALT
Ç NDE GER DÖNÜ ÜMÜ
Sibel ÖZKARA
Temmuz, 2009 ZM R
CAM TAKV YEL POLYESTER N ASFALT
Ç NDE GER DÖNÜ ÜMÜ
Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi
Makine Mühendisli i Bölümü, Konstrüksiyon- malat Anabilim Dalı
Sibel ÖZKARA
Temmuz, 2009 ZM R
ii
S BEL ÖZKARA, tarafından YRD.DOÇ.DR.Ç ÇEK ÖZES yönetiminde hazırlanan “CAM TAKV YEL POLYESTER N ASFALT Ç NDE GER DÖNÜ ÜMÜ” ba lıklı tez tarafımızdan okunmu , kapsamı ve niteli i açısından bir Yüksek Lisans tezi olarak kabul edilmi tir.
_______________________ Yrd.Doç.Dr.Çiçek ÖZES _______________________
Yönetici
_________________________ _______________________
Prof.Dr. Deniz ÜNSALAN Doç.Dr. Evren TOYGAR
_________________________ _______________________
Jüri Üyesi Jüri Üyesi
_____________________________ Prof.Dr. Cahit HELVACI
Müdür
iii
Öncelikle tez danı manım Yrd.Doç.Dr. Çiçek ÖZES’e, bu tezin adını veren Doç.Dr. Gökdeniz NE ER’e, kaynak yardımı ve bilgilerini benimle payla tı ı için Prof.Dr. Deniz ÜNSALAN olmak üzere, hocalarıma her türlü yardımı sa ladıkları ve bana kılavuzluk ettikleri için te ekkür ve ükranlarımı,
Aileme özellikle, bana sonuna kadar mücadele etmeyi ö reten, yüksek lisans yapmamda bana cesaret veren babama, bizim için her türlü fedakârlı ı yapan annelerin en sevgilisine te ekkür ve ükranlarımı,
Tez deney malzemesi, CTP tozu sa lamakta bize yardımcı olan Yücel Kompozit Malz. Paz. ve Tic. Ltd. ti.’ye,
Tezimde deneysel çalı malarda eme i geçen, tez konumuza ve bize yardımlarını esirgemeyen, bizi en iyi ekilde kar ılayıp misafir eden ba ta AR-GE Müdiresi Kimya Müh. adan AKTAN olmak üzere, AR-GE Kimya mühendisi I ıl TEZEL’e, BTM POLPAN Bitümlü Tecrit Maddeleri San. ve Tic. A. . ailesine en içten te ekkür ve ükranlarımı sunarım.
iv ÖZ
Kompozitlerdeki ba lıca sorun ekonomik ömrünü tamamlamı ürünlerin ne olaca ı ve nasıl bertaraf edilece idir. Günümüzde termoset plastikler yaygın olarak kullanılmaktadır. Termosetler bile eninde yer alan çapraz ba lantılı reçine matrisler sebebiyle termoplastikler gibi tersinir reaksiyonla geri dönü türülemezler. Gelecekteki en büyük sorun Cam Takviyeli Plastik (CTP) ya am sonu atıklarıyla ba a çıkmaktır. Bu atıkları bertaraf etme yolları da malzeme, malzeme/enerji, enerji veya depolama yapmaktır. u an dünya genelinde kullanılan metot depolama yaparak bu atıkları biriktirmektir, ki bu da ço u Avrupa Birli i üyesi ülkelerinde yasaktır. Bu yasaklar ve bertarafın fazla yer kaplaması sorunu yüzünden bazı ülkelerde, mekanik, kimyasal, termal gibi di er yöntemler kullanılır.
CTP geri dönü ümü ile elde edilen ürünlerin dü ük maliyetle, yüksek kaliteli ürünler ile rekabet etmesi gerekir. CTP geri dönü ümü için pazar ve tesisler kurulması, Ürün Ya am Döngüsü Yönetimi (Product Lifecycle Management, PLM) ile ürün meydana gelene kadar her üretim a aması not edilmesi, tüm dünyada devletlerin CTP geri dönü ümünü özendirmeye yönelik te vikler sa lanması ve bu atıkların çevreyi kirletmesinin önlenmesi gerekmektedir. E er CTP tedarikçileri CTP geri dönü ümünü ya da ya am sonu ürünlerinin yeniden kullanımını temin etmenin yolunu bulmazlarsa pazar paylarını kaybedebileceklerdir.
Bu çalı ma, CTP tozlarının çatı kaplaması bitüm esası içinde kullanılarak gerçekle tirilen geri dönü üm deney çalı malarını anlatır. Deney sonuçlarından CTP tozlarının bitüm malzeme özelliklerine olumlu yönde katkı yaptı ı görülmü tür. Gelecekte CTP malzemesi atıklarının kullanılmasıyla çevre kirlili inin azaltılması, bitüme olumlu özellikler katması bir avantaj olacaktır.
Anahtar sözcükler: Geri Dönü üm, Plastik, Cam Takviyeli Polyester (CTP), Asfalt, Bitüm
v
The main problem in composites is what happens to the products which exhausted their life cycles how they will be disposed. Thermoset plastics are commonly used nowadays. Thermo-sets cannot be recycled through reversible reaction like thermoplastics due to cross-linked resin matrix included in their components. The biggest problem in the future will be to cope with the wastes of FRP end-of-life products. The way of disposing these wastes is to use them as material, material/energy, energy or to store them. Presently, the method used world-wide is to accumulate these waste by storing, which is prohibited in most member countries of the European Union. Because of these prohibitions and of this disposing`s occupying too much space, some other methods like mechanical, chemical and thermal are used in some countries.
It is necessary that the products obtained through FRP recycling with low cost compete with high quality products. It is necessary that a market and facilities be established for recycling FRP, through Product Lifecycle Management (PLM) each phase of production should be recorded until the product is produced, incentives should be provided aiming at having all of the states in the World stimulating FRP recycling and these wastes be prevented from contaminating the environment. If FRP suppliers cannot find the way for FRP recycling or way for providing the reuse of end-of-life products, they will lose their market shares.
This study describes the recycling experiment efforts which was performed using FRP dusts within roofing bitumen basis. It was seen from the experiment outcomes that FRP dusts provided positive contribution to the bitumen material features. In the future, reducing environmental pollution using FRP material wastes and providing positive benefits to the bitumen would be an advantage.
Keywords: Recycling, Plastic, Fiberglass Reinforced Polyester (FRP), Asphalt, Bitumen
BÖLÜM B R G R
1.1 Kompozit Tanımı
ki veya daha fazla sayıdaki aynı veya farklı gruptaki malzemelerin, en iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak amacıyla, bu malzemelerin makro seviyede birle tirilmesiyle olu an malzemelere “Kompozit Malzeme” denir. (Kompozit Malzeme Nedir?, bt)
Kompozit malzemeler ile ilgili çalı maların ço u 20. yüzyılın ikinci yarısından günümüze kadardır. Tabiatta bulunan ilk kompozit malzeme çam a acıdır. Çam a acının içi kı ın sert ve kırılgan, yazın ise yumu ak ve esnektir. En ilkel kompozit malzeme örne i ise saman takviyeli kerpiçlerdir. Günümüzde en çok kullanılanlar ise; cam fiber takviyeli reçine, tungsten-molibden takviyeli alüminyum, karbon ve fiber takviyeli plastiklerdir. (Solmaz ve Gür, 2007)
Çe itli plastik malzemelerin seramik, metal bazen de sert polimerlerin elyafları ile güçlendirilerek ileri derecede faydalar sa layan malzemeler üretmek mümkündür. çindeki plastik sayesinde kolaylıkla ekil verilebilen ve takviye elyaflar sayesinde son derece sa lam, sert ve hafif olan bu malzeme kombinasyonlari, kompozitler hergün yepyeni uygulama alanlarında kar ımıza çıkmaktadırlar. (En ici, 2004) Reçine katkı malzemeleri ilave edilmi termoset reçinelerin veya termoplastların elyaf (cam, karbon, aramid, vs.) dolgu malzemeleri takviye edilmesi ve bu karı ımın belirli bir i leme tabi tutulması sonucunda sertle mesi ile elde edilen ürünler plastik kompozit malzeme olarak adlandırılır. (Kompozit Nedir?, 2005)
Kompozit malzemeler reçine (matris) ve takviye (reinforcement) bile enlerinden olu ur. Kompozitler temel olarak kalıp görevi gören reçine içine gömülmü sürekli veya kırpılmı elyaflardan olu maktadır. Bu bile enler birbirleri içinde çözülmezler veya karı mazlar. Kompozit malzemelerde elyaf sertlik, sa lamlık gibi yapısal
özellikleri, plastik reçine malzemesi ise elyafın yapısal bütünlü ü olu turması için birbirine ba lanması, yükün elyaf arasında da ılmasını ve elyafın kimyasal etkilerden ve atmosfer artlarından korunmasını sa lar. (Solmaz ve Gür, 2007)
Kompozit malzemelerin, metal malzemelere tercih edilmelerinin nedeni a ırlık olarak % 25‘ lere ula an tasarruf sa lamalarıdır. (Kompozit Hakkında..,bt)
Kolay biçim verilebilir olması, metallere oranla dü ük yo unlukta olması, üstün yüzey kalitesi ve korozyona kar ı dayanımı plasti in tercih edilmesindeki en önemli özelliklerdir. Bir çok üstün özelli inin yanı sıra sertlik ve dayanıklılık özelliklerin malzemelerin güçlendirilmesi için çalı malar yapılmasına neden olmu tur. Bu eksikli in giderilmesi amacıyla 1950’lerde polimer esaslı kompozit malzemeler geli tirilmi tir. Kompozitler, özellikle polimer kompozitler yüksek mukavemet, boyut ve termal kararlılık, sertlik, a ınmaya kar ı dayanıklılık gibi özellikleriyle pek çok avantajlar sunarlar. Ayrıca kompozit malzemeler dayanıklılık ve sertlik yönünden metallerle yarı abilecek durumdadırlar ve ayrıca daha hafiftirler. (Solmaz ve Gür, 2007)
Saf haldeki reçinelerin (takviyelerle birlikte) katkı malzemesi ile sertle tirilmesi sonucu elde edilen kompozit ürünlerin mekanik mukavemet de erleri di er plastiklere göre kıyaslanamayacak kadar yüksektir. (Kompozit Nedir?, 2005)
1.1.1 Kompozitler Malzeme Avantaj ve Dezavantajları:
Tablo 1.1 Kompozit malzeme avantajları (Kompozit Nedir?, 2005)
yi bir görünüm vermeleri, di er malzemelere uyumlulu u, kolay imal edilebilirlik ve yüksek üretim miktarları, dü ük maliyet, kalite, uzun kullanım süresi ve iyi
Kompozit Profil
Avantajları Avantajlar Uygulama Alanları
YÜKSEK MEKAN K ÖZELL KLER Üstün mekanik özellikler. A ırlı ına oranla güçlü dayanım özellikleri.
Ani kuvvetler ve kalıcı kuvvetler kar ısında kalıcı deformasyona u ramaz.
Bu özellikleri sayesinde her türlü yapıda ta ıyıcı olarak kullanılırlar. HAF FL K Pultruzyon profilleri çelikten %80, alüminyumdan %30 daha hafiftir. Daha az a ırlıklarına ra men yüksek performansa sa larlar. Nakliyeleri yerine montajları daha rahattır.
Bu nedenle yürüme yolları, yükseltilmi zemin, platform, köprü gibi yapılarda kullanılırlar.
KOROZYONA DAYANIM
Su ve atmosferik artlara mükemmel dayanım gösterirler.
Kullanım süresi içinde bakım masrafları azalır.
Bu özellikleri ile tüm endüstriyel kurulu larda, so utma kulelerinde, atık su tesislerinde, deniz kenarı ve deniz üstü limanlarında kullanılırlar. ELEKTR KSEL YALITKANLIK Cam elyafından yapılma profiller mükemmel elektriksel yalıtkanlık özelli ine sahiptir.
Daha az malzeme ile çözüm sa lar. Anti manyetik özelli i ile çok geni frekanslarda güvenlik sa lar. Merdivenler, kablo kanallarında, transformatör ve trafolarda, elektrik motorları, güç devreleri gibi alanlarda kullanılır.
DÜ ÜK ISISAL GENLE ME Sıcaklı a ba lı olarak alüminyumun 1/250 ve çeli in 1/60 oranında genle me gösterir. yi izolasyon sa lar. Enerji ihtiyacını azaltır.
Bu sayede so utmalı nakliye araçlarında, cam çerçevelerin yapımında ve so utma odaları ile so utucuların yapımında kullanılır. EKL N KORUMA ÖZELL Pultruzyon profilleri sıcaklık ve gerilme altında e ilme, burulma ve sıkı tırma gibi zorlanmalarda ekillerini ve boyutlarını korurlar.
Yüksek yükler altında kalıcı deformasyon olu maz.
Çadır ve reklam panelleri gibi esneklik gerektiren yapımlarda ta ıyıcı olarak kullanılırlar
GÜVENL K
Pultruzyon profilleri hem dayanıklı hem de çalı mak için
emniyetlidir. Anti mikrobiktirler
Pek çok ızgara hava ve hijyen olmayan ko ullar nedeniyle mikrobik etkiye maruzdur.
Bu özelli i ile laç Sanayisi için ideal bir kulanım alanı bulurlar.
performans, ham malzeme temin kolaylı ı, çok iyi fiziksel ve kimyasal özellikler eklenebilir. (Kompozit Hakkında..,bt)
Tüm bu faydalarına ra men kompozitlerin tamamıyla metalin yerine geçmemesinin En ici’ye, (2004) göre dört ana sebebi vardır;
1. Titanyum ve çelik gibi metallerin bazı uygulamalarda ihtiyaç duyulan kritik düzeyde ısı, mekanik özellikleri günümüz kompozitleri kar ılamamaktadır. 2. Yeni geli tirilen matris malzemelerle, elyafların tüm karakteristik özellikleri
metaller kadar bilinememektedir.
3. Bazı karma ık biçimler dü ük maliyetler çerçevesinde üretilememektedir. 4. Kompozitler kg ba ına dü en üretim maliyeti metallerden, özellikle alüminyumdan, daha yüksektir.
Dezavantajlar;
“1. Hammaddenin pahalı olması; Uçaklarda kullanılabilecek kalitede karbon elyafının bir metre karelik kuma ının maliyeti yakla ık 50 $ ’dır 2. Lamine edilmi kompozitlerin özellikleri her zaman ideal de ildir, kalınlık yönünde dü ük dayanıklılık ve katlar arası dü ük kesime dayanıklık özelli i bulunmaktadır.
3. Malzemenin kalitesi üretim yöntemlerinin kalitesine ba lıdır, standartla mı bir
kalite yoktur.
4. Kompozitler kırılgan (gevrek) malzeme olmalarından dolayı kolaylıkla zarar görürler, onarılmaları yeni problemler yaratabilir.
o Malzemelerin sınırlı raf ömürleri vardır. Bazı tür kompozitlerin so utularak saklanmaları gerekmektedir.
o Sıcak kurutma gerekmektedir.
o Kompozitler onarılmadan önce çok iyi olarak temizlenmeli ve kurutulmalıdır. Bazı durumlarda bu zor olabilir.
o Bazı kurutma teknikleri uzun zaman alabilmektedir.” (En ici, 2004)
Plastik matrisli ve elyaf takviyeli kompozitlerin sürtünme ve a ınma özellikleri, büyük ölçüde kompoziti olu turan bile enlerin özelliklerine ve aralarında olu an ara
yüzey özelliklerine ba lıdır. Bunlar matrisin türü, takviye malzemesi türü, takviye elemanının yapı içerisindeki da ılımı, elyaf hacim oranı, elyaf ekli, elyaf kalınlı ı, elyafın matris içerisindeki yönlenmesi, kar ı yüzey malzemenin özellikleri ve takviye malzemesinin matrise göre sertli i gibi özelliklerdir. (Ya ar ve Arslan, 1998)
1.1.2 Kompozitlerde Matris Olarak Kullanılan Malzemeler;
Selimgil ve Yenier (bt) göre, Kompozit yapılar, genelde kuvvetlendirici elyaflar bunların içinde bulundu u matris ve bazı durumlarda bir çekirdekten olu ur.
Kuvvetlendirici elyaflar: Matrisin içerisinde kompozit malzemenin mukavemet ve yük ta ıma özelli inin sa lanması için istenen yerlerde/yönlerde kuvvetlendirici elyaflar kullanılır.
Matris: çine yerle tirilmi kuvvetlendirici elyafları katıla tı ında belli bir formda tutacak ve plastik deformasyona geçi te olu abilecek çatlak ilerlemelerini önleyici rol oynayan üniform dolguya matris denir.
Matrisler; kompozit malzemelerde polimer esaslı matrislerin yanısıra metal, seramik türevi malzemeler de matris olarak kullanılmaktadır. Di er matrislerin kullanılmasına ra men kompozit malzemelerin % 90’ı polimer esaslı matrislerle üretilmektedir. Matris malzemelerinin genellikle plastik esaslı olmasından dolayı kompozit malzemeler de genellikle takviye edilmi plastikler olarak adlandırılırlar. Metal matrisler büyük çaplı uygulamalarda kullanılmak için çok pahalı ve çalı ılmaları çok zordur. Seramik matrisler ise yüksek oranda kırılgan olmalarından dolayı yeterli dayanıklılı a sahip olmamaları nedeniyle kullanım alanları yüksek ısı ile kullanılan yerlerle sınırlanmaktadır. Karbon matrisli kompozit malzemeleri üretmek çok zor ve çok pahalıdır. (En ici, 2004)
Çekirdek (Core) malzemesi: Çekirdek, sandviç yapılarda elyaf/matris sisteminde olu turulan iki deri (skin) arasına mukavemetini arttırmak üzere yerle tirilen bir malzemedir. (Selimgil ve Yenier, bt)
Tablo 1.2 Matris, takviye elemanı ve kompozit malzeme yapı tipleri (En ici, 2004)
Matris
Malzemeleri Takviye Elemanları Kompozit Yapının ekli Polimerler Lifler Tabakalar
Metaller Granül Kaplamalar Seramikler Whiskers Film-Folya
Pudra Honey-Combs (Bal pete i) Yonga Filaman Sarılmı Yapılar
Takviye malzemelerinin bir boyutu di er boyutlarına göre daha fazla oldu unda elyaflardan bahsetmeye ba larız. Süreksiz elyaflar (do ranmı elyaflar, ö ütülmü elyaflar veya whiskers-püskül) birkaç milimetreden birkaç santimetreye kadar de i en ölçülerde olabilmektedir. Ço u lifin çapı birkaç mikrometreyi geçmemektedir. Bu nedenle elyafın parçacık halden lif hali ne geçi i için çok fazla bir uzunlu a gerek yoktur. (Solmaz ve Gür, 2007)
“Elyafların matris içindeki yerle imi kompozit yapının mukavemetini etkileyen önemli bir unsurdur.
• Uzun elyafların matris içinde birbirlerine paralel ekilde yerle tirilmeleri ile elyaflar do rultusunda yüksek mukavemet sa lanırken, elyaflara dik do rultuda oldukça dü ük mukavemet elde edilir. ki boyutlu yerle tirilmi elyaf takviyelerle her iki yönde de e it mukavemet sa lanırken, matris yapısında homojen da ılmı kısa elyaflarla ise izotrop bir yapı olu turmak mümkündür.
• Elyafların mukavemeti, kompozit yapının mukavemeti açısından çok önemlidir. Ayrıca, elyafların uzunluk/çap oranlar arttıkça matris tarafından elyaflara iletilen yük miktarı artmaktadır.
• Elyaf yapının hatasız olması da mukavemet açısından çok önemlidir. Elyaflarla peki tirilmi polimer kompozitler endüstride çok geni kullanma alanına sahiptir. • Peki tirici olarak cam, karbon kevlar ve boron lifleri kullanılır.” (Akdo an Eker, 2008)
Kompozit malzemelerde kullanılan matrisler, polimerlerden (termosetler ve termoplastikler) metal ve seramiklere kadar de i mektedir. Polimerler dü ük yo unluklu göreceli olarak dü ük dayanıklılıktadır. Ba lıca polimer matris malzemeleri polyester, epoksi, fenol ve vinil esterdir. (En ici, 2004)
Matrisler güçlü yapı tırma, çevre ve atmosfer artlarına yüksek dayanım ve yüksek mekanik özellikler gösterirler. Bir matrisin öncelikle sa ladı ı mekanik özellikler yüksek sertlik ve yüksek dayanıklılık de erleridir. yi bir malzeme sert olmalıdır, fakat gevrek bir malzemenin gösterdi i davranı lardan dolayı performansı dü memelidir. Bu özellikleri büyük ölçüde kar ılayan polimer esaslı matrisler termoset ve termoplastik matrisler olarak iki tür olarak bulunmaktadır. (Solmaz ve Gür, 2007)
Tablo 1.3 Ba lıca termoset ve termoplastikler (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Selimgil ve Yenier, (bt)’e göre termoset matrisler;
• Termoset plastikler sıvı halde bulunurlar, ısıtılarak ve kimyasal tepkimelerle sertle ir ve sa lamla ırlar.
• Yüksek sıcaklıklarda dahi yumu amazlar. Akdo an Eker (2008)’e göre,
“-Termoset polimerlerin polimerizasyon süreci, termoplastiklerden farklı olarak geri dönü ü olmayan bir süreçtir.
-Termoset matris malzemelerin üretiminde kullanılan malzeme tipleri; epoksi, polyester, vinylester ve fenolik reçinelerdir.
- Ço u termoset matris sertle memeleri için dondurulmu olarak depolanmak zorundadır. Dondurucudan çıkarılıp oda sıcaklı ında bir müddet (1-4 hafta arası) bekletildi inde sertle meye ba lar ve özelliklerini kaybederek biçim verilmesi zor bir hâl alır ve kullanılamaz duruma gelir. Dondurucu içinde olmak artıyla raf ömürleri ise 6 ila 18 ay arasında de i mektedir.
- Termoset reçineler kimyasal etkiler altında çözülmez ve ola andı ı hava artlarında dahi uzun ömürlü olmaktadırlar.
-Yüksek mukavemet gerektirmeyen durumlarda en çok kullanılan matris malzemesi polyester reçinesidir.
-Geli mi kompozitlerin üretiminde ise genellikle epoksi reçinesi kullanılmaktadır.” Matris malzemelerinin genellikle plastik esaslı olmasından dolayı kompozit malzemeler de genellikle takviye edilmi plastikler olarak adlandırılırlar. (Solmaz ve Gür, 2007)
Tüm di er matris alternatifleri arasında ticari olarak en uygun olan plastik matrisler arasında ise en çok kullanılan termoset esaslı olan polyester ve epoksi reçineleridir. (Solmaz ve Gür, 2007)
Selimgil ve Yenier (bt)’e göre reçinelerin avantaj ve dezavantajları; • Kolay kullanım
• Çok dü ük maliyet, 0.5 – 1 $/kg
• Sertle me sırasında yüksek oranda çekme • Zehirli Stiren gazı yayma
• Orta mekanik özellikler • Kısa raf ömrüdür. a) Polyester;
Polyester Matrisler özellikle denizcilik ve in aat alanında en çok kullanılan termoset reçinedir. Kompozit malzemelerde kullanılan 2 tür polyester reçine vardır; daha ekonomik olan ortoftalik ve suya dayanım gibi daha iyi özelliklere sahip olan isoftalik polyesterdir. Polyester reçineler polimerizasyon süreçlerinin tamamlaması için katalizör ve hızlandırıcı olarak adlandırılan ek maddelere ihtiyaç duyarlar. Türkiye’de Cam Elyaf A. . nin yanı sıra Boytek Reçine, Boya ve Kimya Sanayi Ticaret A. . gibi firmalar da genel amaçlı kullanımlar için polyester üretmektedir. (Solmaz ve Gür, 2007)
“Genel olarak polyesterler a a ıdaki reaksiyona göre üretilirler :
Asit + Alkol---> Ester + Su” Plastik Çe itleri,(2007)
Polyesterin ana tipleri, polyester bile eninin doymu asitle ya da alternatif malzeme olarak glikolle modifikasyonu temeline dayanır. Ayrıca kür i lemi ile matrisin esnekli i iyile tirilerek kopma gerilmesi artırılabilir. (Akdo an Eker, 2008)
Akdo an Eker, (2008)’e göre, polyester matrislerin avantaj ve dezavantajları a a ıdaki gibi özetlenebilir;
Avantajları :
• Takviyelerin neminin kolayca dı arı atılabilmesine izin veren dü ük viskozite. • Dü ük maliyet.
• Çe itli uygulamalar için geni bir sınır içinde kolay imal edilebilirlik. • yi çevresel dayanımlı olmalarıdır.
Dezavantajları :
• Kür sırasındaki yüksek egzotermik reaksiyon zayıf elyaf/matris ba ı mukavemetine neden olur.
• Sistem gevrekle meye e ilimlidir.
Polyester reçine, genellikle doymamı dikarboksilik asit ve glikolün kondensasyonu sonucu elde edilir. Çift ba ihtiva eden bir lineer polimerdir. Lineer polimer halinde iken rijid bir yapı göstermeyen polyesterleri üç boyutlu bir ebeke yapısına sahip polimer haline getirmek amacı ile içerisine bir miktar stiren veya benzeri çift ba lı monomerler katılır. Ayrıca polyestere belli özelliklerin verilmesi amacıyla stiren ile birlikte farklı maddeler de katılabilir. (Plastik Çe itleri, 2007)
Polyesterlerin ço u 250 °C' ye kadar emniyetle kullanılabilir. En büyük dezavantajı yukarıdaki reaksiyon sonucu, üretilmesi sırasında % 4 ila % 8 büzülmesidir. Bu büzülme sertle me sırasında monomerlerin büzülmesi sonucunda ortaya çıkar. Bunun neticesi olarak düzgün bir yüzey elde etmek zordur. De i en uygulamalar için pek çok tipte polyester geli tirilmi tir. Genel amaçla polyesterlere ilave olarak esnek ve yarı rijid tipler, ısı ve çevre de i imlerine ve kimyasal maddelere kar ı dayanıklı tipler geli tirilmi olup bu çe itler bugün için çok fazla kullanım sahası bulabilmektedirler. (Plastik Çe itleri, 2007)
Polyesterler; reçine matrislerin bilinen en eskilerinden ve en çok kullanılanıdır. Islak yatırma için uygundur. Sertle mesi egzoterm kimyasal bir polimerizasyon sonucu olur. Bu arada solventi stirenmonomer açı a çıkar. Polyesterin saf halde korozif elementlere ve suya mukavemeti çok iyi de ildir. malatta çalı ma süresi 30-40 dakika ile sınırlıdır. Bu süreyi uzatmak için çe itli inhibitörler kullanılabilir. Reaksiyonun egzoterm özelli i ve hızının güç kontrol edilebilmesi vakum altında imalatta çok büyük zorluklar getirir. (Onuk, bt)
b) Epoksiler; geni kullanım alanına sahiptirler. (prepregs olarak) havacılık, spor, ula ım, askeri ve deniz araçları elemanları. (En ici, 2004)
Genellikle epoksi matris içinde sürekli elyaflar kullanılmaktadır. (Manazo lu, Zeren ve Köse,bt)
En ici, (2004)’e göre özellikleri: o yi mekanik özellikleri,
o Suya dayanımlı,
o Sertle me sırasında dü ük oranda çekme olması, o Yüksek maliyet, 5 – 25 $/kg
o Cilde a ırı zararlı olması
o Do ru karı ımın son derece önemli olmasıdır.
1970'lerin ortalarında A.B.D bor/epoksiden grafit/epoksiye geçmi tir. Bunun en önemli nedeni maliyet problemidir. 1979/da uçak yapımcıları tarafından "prepreg" adı altında üretilen grafit/epoksi malzemenin maliyeti 40 $/lb iken bor/epoksi'nin maliyeti 180 $/lb'dir. A.B.D'de bu geçi askeri uçaklarda hızlı olmu tur. (Manazo lu, Zeren ve Köse, bt)
Pre-emprenye (prepreg): Kuvvetlendirici elyafların önceden reçine ile ıslatılarak tatbike hazır hale getirilmesi yöntemine “prepreg” denir. Prepreg’lerde genelde epoksi reçineler kullanılır. Reçine/elyaf oranının sıkı bir ekilde kontrol edilebildi i bu yöntem uçak sanayiinde yo un olarak kullanılmaktadır. Prepregler vakum hatta basınç (7 bar) altında pi tiklerinden katlar arası yapı ma çok ba arılıdır ve bo luk muhteviyatı (void content) asgariye indirilmi tir. (Onuk, bt)
c) Vinil ester;
En ici (2004) kayna ına göre vinil esterde: o Son derece yüksek kimyasal/çevresel dayanım o Polyesterden daha yüksek mekanik özellikler o A ırı stiren içermesi
o Polyesterden daha pahalıdır, (4 – 7 $/kg) o yi özellikler için ikincil kür i lemi gerekir.
o Sertle me sırasında yüksek oranda çekme meydana gelir.
d) Bismaleimid (BMI); En ici (2004)’ göre, uçak motorlarında ve yüksek ısıya maruz kalan parçalarda kullanılır.
o Son derece yüksek ısı dayanımı, ya iken 230°C, kuru halde 250°C ‘dir. o Çok yüksek maliyetlidir. (80 $/kg)
e) Fenolikler; En ici (2004)’ göre ate e dayanım ihtiyacı olan yerlerde kullanılır. Kür i leminin buharla ma özelli i hava bo lukların olu masına ve yüzey kalitesinin
dü mesine neden olur. Uçakların iç bölümlerinde, deniz araçlarının motorlarında ve demiryollarında kullanılır.
o Yüksek ate dayanımı o Dü ük maliyet, 4 – 8 $/kg o Ya halde son derece zararlı o Oldukça kırılgan olması
o Dü ük yüzey kalitesi de di er özelliklerindendir. f) Silikon;
En ici (2004)’ göre silikon matris özellikleri: o Yüksek ate dayanımlı
o Yüksek ısılarda ürün özelliklerini koruyabilme o Kür i lemi için yüksek ısı gerekli olması,
o Maliyetinin 30 $/kg’dan az olması gibi özellikleri sıralanabilir.
g) Cynate Esters; Esas olarak uçak endüstrisinde kullanılır. Mükemmel yapı kanlık özelli ine sahiptir. Ya durumda 200ºC’ye kadar dayanımı vardır. (En ici, 2004) Termoset plastikler içinde ise en çok kullanılanlar polyesterler, fenolik reçineler ve silikonlardır. Polyesterler bunların içinde en önde gelenleridir. Özellikleri, kullanım kolaylı ı, imalat yatırımının az olması, her amaç için farklı formüllerde edilebilmelerinin yanında di erlerinden çok daha ucuz olması polyesterin tercih edilmesine neden olur. Özel kullanım yerleri için epoksi reçineler yüksek mukavemetli ve kimyasal dirençlidir. Fenolik reçineler ise yüksek mukavemetin yanında büyük ısı direnci de istenen yerlerde kullanılırlar.
Tablo 1.4 Bazı termoset plastik matris malzemelerinin özellikleri (Akdo an Eker, 2008)
Termoplastik Matrisler;
Termoplastik polimerlerinin çe itlerinin çok fazla olmasına ra men matris olarak kullanılan polimerler sınırlıdır. Termoplastikler dü ük sıcaklıklarda sert halde bulunurlar, ısıtıldıklarında yumu arlar. Termosetlere göre matris olarak kullanımları daha az olmakla birlikte üstün kırılma toklu u, hammaddenin raf ömrünün uzun olması, geri dönü üm kapasitesi ve sertle me prosesi için organik çözücülere ihtiyaç duyulmamasından dolayı güvenli çalı ma ortamı sa laması gibi avantajları bulunmaktadır. Bunun yanı sıra ekil verilen termoplastik parça i lem sonrası ısıtılarak yeniden ekillendirilebilir. Oda sıcaklı ında katı halde bulunan termoplastik so utucu içinde bekletilmeden depolanabilir. Termoplastikler yüksek sertlik ve çarpma dayanımı özelli ine de sahiptirler. (En ici, 2004)
Akdo an Eker (2008)’e göre, yeni geli melerle termo plasti in sa ladı ı bu artı de erleri son dönem termoset matrislerinden 977-3 Epoksi ve 52450-4 BMI reçineleri de sa lamaktadırlar.
“• Bazı termoplastikleri istenilen ekillere sokabilmek için çözücülere ihtiyaç duyulabilir.
• Ço unlukla enjeksiyon ve ekstrüzyon kalıplama yöntemleri ile üretilen termoplastiklerin üretiminde GMT (Glass Mat Reinforced Thermoplastics / Preslenebilir Takviyeli Termoplastik) olarak ta üretilmektedir.
• Bu yöntemle hazırlanan takviyeli termoplastikler so uk plakaların preslenebilmesi ve geri dönü üm sürecine uygunlu undan dolayı özellikle otomotiv sektöründe tercih edilmektedir.” (Akdo an Eker, 2008)
Selimgil ve Yenier (bt)’e göre, termoplastik matrislerin özelliklerini sıralarsak; • Matris olarak kullanılan polimerler sınırlıdır.
• Termoplastikler dü ük sıcaklıklarda sert halde bulunurlar, ısıtıldıklarında yumu arlar.
• Termosetlere göre matris olarak kullanımları daha az olmakla birlikte üstün kırılma toklu u, hammaddenin raf ömrünün uzun olması, geri dönü üm kapasitesi ve sertle me prosesi için organik çözücülere ihtiyaç duyulmamasından dolayı güvenli çalı ma ortamı sa laması gibi avantajları bulunmaktadır.
• Termoplastiklerin kompozit malzemelerde matris olarak tercih edilmemelerinin ba lıca nedeni üretimindeki zorlukların yanı sıra yüksek maliyetidir .
• Termoplastik reçineler malzemenin çekme ve e ilme dayanımlarının artırılması için kullanılırlar. Otomotiv sektöründe yaygın olarak kullanılan termoplastikler uçak sanayisinde de yüksek performanslı malzeme çözümlerinde kullanılmaktadırlar.
En ici, (2004) dedi i gibi, termoplastik matrisler, oda sıcaklı ında dü ük i leme kalitesi sa larlar, bu onların üretiminde zaman kaybına yol açmasına neden olur. Bazı termoplastikleri istenilen ekillere sokabilmek için çözücülere ihtiyaç duyulabilir. Selimgil ve Yenier (bt) ve En ici, (2004) belirttikleri gibi, termoplastikler termosetlere kıyasla hammaddesi daha pahalıdır
Termoplastikler, Molekül yapısı olarak yan zincirler ve gruplar ihtiva ederler. Moleküller, elastomerlerde ve termosetlerde oldu u gibi üç boyutlu bir yapı te kil etmezler. Moleküller arasında zayıf Van der Walls ba ları vardır. Bu sebeple rijid yapıya sahip de illerdir. Isı altında yumu arlar, bu özelliklerinden faydalanarak ısıtılmak suretiyle ekillendirilirler. Bu ekil de i ikli i esnasında hiçbir kimyasal de i ikli e u ramazlar. Tekrar tekrar ısıtılarak yeni ekiller alabilirler. Piyasada toz ve granül halde bulunurlar. Kompozit malzeme imalinde az da olsa kullanılırlar. (Plastik Çe itleri, 2007)
Termosetler, Molekül yapıları, polimerizasyon sırasında molekülün reaktif olan kısmı moleküller arasındaki zincir yapıyı te kil eder. Moleküller bir üç boyutlu yapısı te kil edecek tarzda birbirlerine ba lı bir rijid yapı ihtiva ederler. Bu ba lama esnasında meydana gelen olay tek yönlü kimyasal bir reaksiyondur. Plastik malzeme ekil aldıktan sonra sertle ir ve malzeme artık yumu ayıp ekil de i tiremez. (Plastik Çe itleri, 2007)
Termoset esaslı kompozit malzeme matrisleri olarak en çok kullanılanlar termoset matrislerdir. Termoset plastikler sıvı halde bulunurlar, ısıtılarak ve kimyasal tepkimelerle sertle ir ve sa lamla ırlar. Termoset polimerlerin polimerizasyon süreci termoplastiklerden farklı olarak geri dönü ü olmayan bir süreçtir. Yüksek sıcaklıklarda dahi yumu amazlar. Ço u termoset matris sertle memeleri için dondurulmu olarak depolanmak zorundadır. Dondurucudan çıkarılıp oda sıcaklı ında bir müddet (1-4 hafta arası) bekletildi inde sertle meye ba lar ve özelliklerini kaybederek biçim verilmesi zor bir hâl alır ve kullanılamaz duruma gelir. Dondurucu içinde olmak artıyla raf ömürleri ise 6 ila 18 ay arasında de i mektedir. Termoset reçineler kimyasal etkiler altında çözülmez ve ola an dı ı hava artlarında dahi uzun ömürlü olmaktadırlar. (Solmaz ve Gür , 2007)
“Kısaca plastikler temelde iki gruba ayrılır. Termoplastikler ve termosettingler.
Termoplastikler ısıyla tekrar tekrar biçimlenebilen hemen pekçok popüler plastik türünün içinde yeraldı ı geri dönü ümlü plastik grubudur. Termosettingler ise kimyasal tepkimeyle ekillendirilen ve di er grup gibi eritilip tekrar biçimlendirilemeyen plastik grubudur.” (Zenger Ltd. ti, 2008)
1.1.3 Takviye Türlerinin Kar ıla tırılması
Kompozit malzemelerde kullanılan elyafların fiziksel biçimleri, olu turulan yeni malzemenin özellikleri üzerinde çok önemli bir faktördür. Takviyeler temel olarak üç farklı biçimde bulunmaktadırlar; parçacıklar, süreksiz ve sürekli elyaflar. (Solmaz ve Gür, 2007)
ekil 1.1 Kompozitlerde kullanılan malzemeler (Selimgil ve Yenier, bt)
Sürekli elyaflar ise tel sarma yöntemi gibi yöntemlerde kesilmeden ip eklinde kullanılmaktadır. Elyaflar en yüksek mekanik özelliklerini enlerinden daha çok boylarına gösterirler. Bu özellikler kompozit malzemelerin metallerde rastlanmayan a ırı anisotropik malzeme özelli i göstermelerine neden olur. Bu nedenle tasarım a amasında elyafların reçine içindeki yerle imleri ve geometrilerini gözönünde bulundurmak çok önemlidir. Malzemenin anisotropik özelli i tasarım a amasında ürünün uygun yerinde kullanılarak avantaja dönü ebilir. (Solmaz ve Gür, 2007)
Kompozit malzemelerde takviye amacıyla kullanılan elyaflar; En ici, (2004)’e göre takviye elyafları:
1 Do al elyaflar (yerlerini sentetik elyaflara bırakmı lardır)
2 Sentetik, organik elyaflar; Naylon, aramid (dü ük yo unluklu ve güçlü elyaflardır) 3 Sentetik inorganik, elyaflar; Cam, karbon boron vb.
Yaygın kullanımı olan kompozit takviye türleri arasındaki bazı temel farklılıkları belirtmek amacıyla a a ıdaki Tablo 1.5 düzenlenmi tir. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Tablo 1.5 Takviye türleri özellikleri (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005) Takviye Türleri Gerilme Dayanımı (MPa) Gerilme Modülü (GPa) Özgül A ırlık Özellikler
Cam 3000 - 5000 72 - 82 2.48 - 2.60 Yüksek mukavemet, yi kalıplama özellikleri, Dü ük maliyet
Karbon / Grafit 2500 - 3000 200 - 700 1.75 - 1.96 Yüksek modül, Elektriksel iletkenlik, Yüksek maliyet
Aramid 2750 - 3000 82 - 124 1.44 yi spesifik özellikler, Orta maliyet
Boron 3500 400 2.55 Yüksek modül, Yüksek maliyet
Polyester 1000 9 1.38 yi darbe dayanımı ve Alkali dayanımı
Naylon 950 5 1.16 yi darbe dayanımı ve Alkali dayanımı
Polietilen 1200 - 1500 40 - 60 0.97 Dü ük yo unluk, yi darbe dayanımı, Dü ük derece
Akdo an Eker, (2008)’e göre:
• “Kompozit yapının mukavemetinde önemli olan di er bir unsur ise elyaf matris arasındaki ba ın yapısıdır.
• Matris yapı da bo luklar söz konusu ise elyaflarla temas azalacaktır.
• Nem absorbsiyonu da elyaf ile matris arasındaki ba ı bozan olumsuz bir özelliktir. • Günümüzde kompozit yapılarda en önemli takviye malzemeleri sürekli elyaflardır. Bu elyaflar özellikle modern kompozitlerin olu turulmasında önemli bir yer tutarlar. • Cam elyaflar teknolojide kullanılan en eski elyaf tipleridir. Son yıllarda geli tirilmi olan bor, karbon, silisyum karbür ve aramid elyaflar ise geli mi kompozit yapılarda kullanılan elyaf tipleridir.
• Elyafların ince çaplı olarak üretilmeleri ile, büyük kütlesel yapılara oranla yapısal hata olasılıkları en aza indirilmi tir. Bu nedenle üstün mekanik özellikler gösterirler. • Ayrıca, elyafların yüksek performanslı mühendislik malzemeleri olmalarının nedenleri a a ıda verilen özelliklere de ba lıdır ;
--Üstün mikroyapısal özellikler, tane boyutlarının küçük olu u ve küçük çapta üretilmeleri.
--Boy/çap oranı arttıkça matris malzeme tarafından elyaflara iletilen yük miktarının artması
--Elastisite modülünün çok yüksek olması”
En çok kullanılan kompozit malzeme kombinasyonları;
Cam elyafı+ polyester, karbon elyafı+epoksi ve aramid elyafı+epoksi birle imleridir. CTP (Cam Takviyeli Polyester-CTP/Glassfiber Reinforced Polyester/GRP, FIBERGLASS) günümüzde en çok kullanılan ve ilk modern polimer esaslı kompozit malzemedir. (Selimgil ve Yenier, bt)
1.1.3.1 Cam Elyafı
Cam ve karbon elyaf kompozitler vardır, bunlardan en kapsamlı ara tırma cam elyaf üzerinde yapılmı tır. (Kostopoulos, Fotiou ve Loutas, 2008)
Cam elyafı silika, kolemanit, aluminyum oksit, soda gibi cam üretim maddelerinden üretilmektedir. Cam elyafı, elyaf takviyeli kompozitler arasında en bilinen ve kullanılandır. Cam elyafı özel olarak tasarlanmı ve dibinde küçük deliklerin bulundu u özel bir ocaktan eritilmi camın itilmesiyle üretilir. Bu ince lifler so utulduktan sonra makaralara sarılarak kompozit hammaddesi olarak nakliye edilir. Özellikle cam elyafı ile matris arası yapı ma gücünü arttıran "silan" bazlı ve elyaf üzerinde ince film olu turan kimyasalların sonra kullanım sahaları artmı tır. (En ici, 2004)
Cam elyafları oldukça iyi ıslanabilen ve kullanımı nisbeten kolay elyaflardır.(Onuk, bt)
Elyaflar i lem sırasında dayanıklılıklarının %50‘sini kaybetmelerine ra men son derece sa lamdırlar. Cam elyafı halen aramid ve karbon elyaflarından daha yüksek dayanıklılık özelli ine sahiptir. Elyaf kuma ları genellikle sürekli cam elyafının lifleri ile üretilmektedir. lemler sırasında de i ik kimyasalların eklenmesi ve bazı özel üretim yöntemleri ile farklı türde cam elyafı üretilebilmektedir. (En ici, 2004)
Çok ince ö ütüldükten ve homojen olarak karı tırıldıktan sonra, karı ım yakla ık 1600 °C sıcaklıktaki ergitme fırınına verilmekte ve burada yava yava sıvı hale dönü en cam eriyi i, platin/rodyum ala ımlı kovanlardan, bir sarma sistemi ile, yüksek hızda çekilmekte ve 10-25 mikron çapında elyaf olarak bobin haline getirilmektedir. (CTP-SANDER, 2005)
ekil 1.2’de cam elyaf üretimi gösterilmektedir.
ekil 1.2 Cam elyaf üretimi (Akdo an Eker, 2008)
Akdo an Eker (2008)’e göre:
• “Cam elyaflar, sıradan bir i e camından yüksek saflıktaki kuarts camına kadar pek çok tipte imal edilirler.
• Cam amorf bir malzemedir . Üç boyutlu moleküler yapıda, bir silisyum atomu dört oksijen atomu ile çevrilmi tir.
• Silisyum metalik olmayan hafif bir malzemedir, do ada genellikle oksijenle birlikte silis (SiO2) eklinde bulunur.
• Cam eldesi için silis kumu, katkı malzemeleri ile birlikte kuru halde iken 1260 ºC civarına ısıtılır ve so umaya bırakıldı ında sert bir yapı elde edilir.
• Cam elyaf silika, kolemanit, alüminyum oksit, soda gibi cam üretim maddelerinden üretilmektedir.
• Cam elyaf, elyaf takviyeli kompozitler arasında en bilinen ve kullanılanıdır.” Cam Sanayii Raporu MMP Ön Raporu, EK 2D (bt)’de geçti i üzere:
“Cam Elyafı; Cam eritme ve üretimi, bir fırında kum, kalker, borik asit vs. girdilerin tartımlı karı ımlarının ergitilmesi ile ba lar. Elyaf üretimi geli me süreci içinde belli ba lı iki yöntem mevcuttur. lki olan erimi cam damlalarından meyilli yivli oluklardan ekillendirilerek elde edilen cam bilyalardan elyaf çekme yöntemidir. Bugün Dünya’daki ve Türkiye’deki modern uygulamalarda girdilerin otomatik, olarak kapalı sistem ile tartım sonrasında ba layan ergitme i lemi kontinu olarak üretim yapan “unit melter”de devam etmektedir. Kontinu sistem ile yapılan üretimde sa lanan stabil ürün kalitesi, bilya üretiminde sa lanamamaktadır.”
1.1.3.1.1 Cam Elyafların Özellikleri. Cam elyafın bazı özellikleri Akdo an Eker (2008)’ de geçti i üzere a a ıdaki gibi özetlenebilir ;
• “ Yüksek çekme mukavemetine sahiptirler, birim a ırlık ba ına mukavemeti çeli inkinden daha yüksektir.
• Isıl dirençleri dü üktür. Yanmazlar, ancak yüksek sıcaklıkta yumu arlar. Bu özellikleri katkı malzemeleri kullanılarak iyile tirilebilir.
• Kimyasal malzemelere kar ı dirençlidirler.
• Nem absorbe etme özellikleri yoktur, ancak cam elyaflı kompozitlerde matris ile cam elyaf arasında nemin etkisi ile bir çözülme olabilir. Özel elyaf kaplama i lemleri ile bu etki ortadan kaldırılabilir.
• Elektri i iletmezler. Bu özellik sayesinde elektriksel yalıtımın önem kazandı ı durumlarda cam elyaflı kompozitlerin kullanılmasına imkan tanırlar.
• Cam elyaf imalinde silis kumuna çe itli katkı malzemeleri eklendi inde yapı bu malzemelerin etkisi ile farklı özellikler kazanır.”
Dört farklı tipte cam elyaf bulunur:
1- A Cam - Pencerelerde ve i elerde en çok kullanılan cam çe ididir. Kompozitlerde çok fazla kullanılmaz. (En ici, 2004)
Akdo an Eker (2008)’ e göre ise, A (Alkali) camı; yüksek oranda alkali içeren bir camdır. Bu nedenle elektriksel yalıtkanlık özelli i kötüdür. Kimyasal direnci yüksek olan A camı, en yaygın cam tipidir.
2- C Cam - Yüksek kimyasal direnç gösterir. Depolama tankları gibi yerlerde kullanılır. (En ici, 2004)
Akdo an Eker, (2008)’ e göre, C (Korozyon) camı; kimyasal çözeltilere direnci çok yüksektir.
3- E Cam -Takviye elyaflarının üretiminde en çok kullanılan cam türüdür. Dü ük maliyet, iyi yalıtım ve dü ük su emi oranı özelliklerine sahiptir. Türkiye’ de i ecam Grubuna ba lı olan Cam Elyaf Sanayii A. . tarafından E camı elyafı üretilmektedir. Hem yurtiçine, hem yurt içine satı yapan firmadan do rudan veya bayileri aracıyla ürün satın almak mümkündür. 1976’ dan beri faaliyet gösteren firma Avrupa’ nın önemli elyaf üreticilerinden biridir. (En ici, 2004)
Akdo an Eker, (2008)’ e göre, E (Elektrik) camı; dü ük alkali oran nedeniyle elektriksel yalıtkanlı ı di er cam tiplerine göre çok iyidir. Mukavemeti oldukça yüksektir. Suya kar ı direnci de oldukça iyidir. Nemli ortamlar için geli tirilen kompozitlerde genellikle E camı kullanılır.
4- S + R Cam - Yüksek maliyetli ve yüksek performanslı bir malzemedir. Yalnız uçak sanayisinde kullanılır. Elyaf içindeki tellerin çapları E Cam’ ın yarısı kadardır, böylelikle elyaf sayısı fazlala ır dolayısıyla birle me özelliklerinin daha güçlü olması anlamına gelen daha sert yüzey elde edilebilmektedir. (En ici, 2004)
Akdo an Eker, (2008)’ e göre, S, R (Mukavemet) camı; Yüksek mukavemetli bir camdır. Çekme mukavemeti E camına oranla %33 daha yüksektir. Ayrıca yüksek sıcaklıklarda oldukça iyi bir yorulma direncine sahiptir. Bu özellikleri nedeniyle havacılıkta ve uzay endüstrisinde tercih edilir. Cam elyaflar genellikle plastik veya epoksi reçinelerle kullanılırlar.
ekil 1.3 Cam tiplerinin özellikleri (Akdo an Eker, 2008)
Özetle bu cam tiplerinin karakteristik özellikleri ekil 1.3 ve ekil 1.4.’ deki gibidir.
ekil 1.4 Camların karakteristik özellikleri (Akdo an Eker, 2008)
Cam elyafının kullanım amacına ba lı olarak elyaf sarma biçimleri farklı olabilir. Elyaf çapı ve demetteki lif sayısı farklıla abilir. Cam elyafı biçimlendirildikten sonra yıpranmaya dayanımın artması için kimyasallarla bir kaplama i lemi yapılır. Kaplama malzemesi olarak genellikle elyafın kompozit malzemeye uygulanmasından
önce kolaylıkla kaldırılabilen ve suyla çözülebilen polimerler kullanılmaktadır. Elyaf ile reçinenin birbirine iyi yapı ması çok önemlidir. yi yapı mamaktan dolayı birbirinden kayan takviye malzemesi ve matris, kompozit malzemenin sertli ini ve sa lamlık performansını dü ürür. Bu durumun engellenmesi için elyaf kimyasallarla kaplanır. (En ici, 2004)
ekil 1.5 Farklı elyaflardan olu an kompozitlerin birim maliyetleri (Akdo an Eker, 2008)
ekil 1.6 Cam elyaf takviyeler (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Cam Sanayii Raporu MMP Ön Raporu, EK 2D (bt)’ te geçti i üzere; elyaf çekme i lemi, elektrikle ısıtılan platin/rodyum karı ımı bushingler vasıtası ile, bushing üzerinde bulunan 200 veya bu sayının katları kadar fazla sayıda nozullardan yapılır.
Bu ekilde elyaf çekimi sonucunda elde edilen bobinler : Fitil
Keçe
Kırpılmı Demet Dokunmu Fitil
plik ürünlerini meydana getirmek için kullanılır.
Yine Cam Sanayii Raporu MMP Ön Raporu, EK 2D (bt)’ te geçti i üzere bu bobinlerin tanımları öyledir:
“Fitil: Bükülmeden sarılmı elyaf demetleridir. Kullanım yerlerine göre, sarılan tel sayısı, birlikte sarılan demet adeti ve üzerine aplike edilen ba layıcı formülasyonu de i mektedir. Püskürtme, elyaf sarma veya kırpma metodları ile CTP (Cam Takviyeli Plastik) üretiminde kullanılır.
Dokunmu Fitil: Aynı veya de i ik a ırlıkta fitillerin atkı ve çözgüde kullanılarak dokunması ile elde edilir. Keçe ile birlikte çe itli açık kalıplama, pres kalıplama ve reçine enjeksiyonu ile kalıplama uygulamalarında kullanılır.
Kırpılmı Demet: Elyaf üreticisi tarafından elyaf çekme sonrasında elde edilen bobinlerin ikinci bir proses ile 3-24 mm arasında kırpılarak satı a hazır duruma getirilen ürün grubudur. Polyester gibi termoset veya polyamid, polypropilen gibi termoplastik reçinelerin içerisine karı tırılarak pres ve enjeksiyon kalıplama metodu ile üretimlere uygun termoset ve termoplastik bile ik halinde hazırlanır.
Keçe: Elyaf üreticisi tarafından elyaf çekme sonrasında elde edilen fitil bobinlerinin ikinci proses ile keçe makinesinde 20-50 mm uzunlu unda yatay düzlemdeki ta ıyıcı band üzerine kırpılarak istenilen gram/m2'ye ula ılacak ekilde serpi tirilir. Toz veya sıvı ba layıcı ile birbirine ba lanır. Hat sonunda, fırından da geçen ürün karton mi ferler üzerine sarılarak satı a hazır ürün halinde alınır. Keçe halindeki cam elyafı, el yatırması metodu ile üretilen CTP ürünlerinde veya makine ile üretilen ı ık geçirgen ve opak levhalarda kullanılır.”
Akdo an Eker (2008) kayna ından alınan, cam elyaf üretimleri ekil 1.7.’ de görülmektedir:
ekil 1.7 Cam elyaf üretimi (Akdo an Eker, 2008) 1.1.4 Kompozit Malzeme Kullanım Alanları
Kompozit malzemeler artık gittikçe artan oranlarda ve yeni sektörlerde kullanılmaya ba lanmı tır. Uzun zaman uçak sanayisindeki ihtiyaçların yönlendirdi i kompozit malzeme geli imleri son dönemde yeni bir çok sektörde birçok farklı amaç için kullanılmaktadır. (En ici, 2004)
Tablo 1.6 ABD’ nin 1991-1994 yılları arasında “ milyon kg” cinsinden kompozit malzeme ithalatı (En ici, 2004)
Pazar 1991 1992 1993 1994
Uçak ve Uzay sanayi 17.6 14.7 11.5 11.0
Ticaret gereçleri 61.3 65.0 66.9 72.9
n aat 190.5 219.1 240.4 270.7
Tüketici Ürünleri 67.4 73.6 75.2 79.3
Korozyona Dayanıklı Ürünler 161.0 150.7 159.7 170.7
Elektrik 104.8 117.9 124.7 135.8
Deniz 124.7 138.1 144.8 164.9
Ula ım 309.4 340.2 372.9 428.9
Di er 33.5 37.8 40.5 46.2
Toplam 1070.2 1157.1 1236.6 1380.4
Kompozit malzemeler seramik-seramik, metal-metal, metal-seramik, metal-polimer, polimer-polimer yada polimer-seramik olabilir. (Selimgil ve Yenier, bt)
Kompozit malzemelerin en yaygın türü elyaf takviyeli kompozitlerdir. Elyaf takviyeli kompozitlerde takviye malzemesi olarak ilk sırayı cam almı tır. Matris malzeme olarak plastik reçineler en fazla kullanılan tür olup bunlardan da polyester ucuzlu u sebebiyle ilk sırayı almaktadır. Epoksi reçine ise yüksek mukavemet ve kimyasal dayanım sebebiyle uzay, havacılık, ev ve spor aletleri yapımına kadar çok geni bir alanda kullanım imkanı bulmu tur. Grafit ve kevlar elyaf-epoksi kompozitler, ileri kompozitler olarak ekil 1.8 ve ekil 1.9’ de görüldü ü üzere, uzay ve havacılık endüstrisinin temel malzemeleri olmu lardır. (Solmaz ve Gür, 2007)
ekil 1.8 Eurofighter uça ının üretiminde % 50 polimer matrisli kompozit malzeme kullanılmı tır. (Selimgil ve Yenier, bt)
ekil 1.9 Airbus A310 yolcu uça ında kullanılan kompozitler (Manazo lu, Zeren ve Köse bt)
Uçak yapısı için malzeme seçiminde önemli bir kriter olan mekanik özelli in yo unlu a oranı ile ifade edilen, özgül mekanik özellik de erleri kar ıla tırıldı ında bor/epoksi ve karbon/epoksi kompozitlerin konvensiyonel malzemelerden önemli farklarla üstün oldukları görülmektedir. (Manazo lu, Zeren ve Köse, bt)
Kompozitleri olu turan temel malzemeler: Polimerler, termosetler, reçineler veya termoplast reçineler, takviye malzemeleri, katkı malzemeleri ve dolgu malzemeleridir. Cam elyaf takviyesi ile fiziksel mukavemetleri arttırılmı kompozit malzemeler ah ap, beton, metal, cam gibi bir üretim malzemesi olup, kullanım amacına uygun de i ik özelliklerin kolayca kazanılabilmesi özelli i ile di er üretim malzemelerine göre üstünlük gösterir. Cam Elyaf Takviyeli Polyester (CTP) olarak
adlandırılan kompozitler ticari olarak en uygun kullanım alanına sahip takviyeli polyesterlerdir. (Kompozit Nedir?, 2005)
En çok kullanılan kompozit malzeme kombinasyonları; Cam elyafı+polyester, karbon elyafı+epoksi ve aramid elyafi+epoksi birle imleridir. Kompozit malzemeler katlı tabakalar veya ince tabakalar halinde uygulanabilmektedir. 1940'ların sonlarında geli tirilen CTP (Cam Takviyeli Polyester-CTP/ Glassfiber Reinforced Polyester/GRP, FIBERGLASS) günümüzde en çok kullanılan ve ilk modern polimer esaslı kompozit malzemedir. Bugün üretilen tüm kompozit malzemelerin yakla ık olarak % 85'i CTP'dir ve ço unlukla tekne gövdeleri, spor araçları, paneller ve araba gövdelerinde kullanılmaktadır. (En ici, 2004)
1.1.5 CTP (Cam Takviyeli Polyester)
CTP Cam elyafı ile takviye edilerek fiziksel mukavemet de erleri arttırılmı doymamı polyesterden olu an kompozit bir malzemedir. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
ekil 1.10 CTP bile enleri(Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
“ Amerikada GRP (Glass fiber Reinforced Plastic) ngilterede FRP ( Fiber glass Reinforced Plastic)
Fransa’ da PRFV ( Plastique Renforce de Fibres de Verre) Almanya’ da GFK (Glasfaser Kunstsoffe)
talya’ da PRFV (Plastici Rinforzati di Fibro di Vetro)
Türkiye'de CTP (Cam elyaf takviyeli polyester) olarak adlandırılır.” (Kompozit Hakkında.., bt)
“ CTP” Camelyafı Takviyeli Plastik sözcüklerinin ba harflerinden olu an, Türkçe bir kısaltmadır. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Camelyaf ile güçlendirildi i zaman, cam takviyeli plastik ya da kısaca fiberglas adıyla bilinir. Uzaya atılan mekiklerin ön konileri gene takviyeli kompozitlerden yapılmaktadır. Yeni dönemde kompozitler, çok hafif notebook üretiminde kullanılmaya ba landı. (Zenger Ltd. ti, 2008)
CTP; ah ap, beton, metal, cam v.b gibi bir üretim malzemesi olup, kullanım amacına uygun de i ik özelliklerin kolayca kazandırılabilmesi özelli i ile di er üretim malzemelerine göre üstünlük gösterir. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Cam elyafı takviyeli plastik, ortam ko ullarına dayanıklı, esnek ama yeterli mekanik dayanıma sahip olmayan plastik (ör: polyester reçine) ile, yüksek mekanik dayanımlı cam elyafının bir araya getirilmesi ile elde edilen üstün nitelikli bir kompozit mühendislik malzemesidir. (CTP-SANDER, 2005)
Cam Elyaf Takviyeli Plastikler (CTP) temel olarak kalıp görevi gören reçine içine gömülmü sürekli veya kırpılmı cam elyaflardan olu maktadır. (Sarıbıyık, 2006) CTP-SANDER (2005) ‘e göre kısa bir tanımlama ile kompozit kavramı,
“ -Birkaç matriksin bir araya gelmesi,
-Her matriksin kendi fiziksel özelliklerinin avantajlarını ta ıması,
-Ortak matriksin, fiziksel özellik bile kesini olu turması olarak ifade edilebilir. CTP malzemenin iki ana hammaddesi bulunmaktadır: Doymamı polyester reçine ve cam elyafı.”
CTP-SANDER (2005) ‘de geçti i üzere, polyester reçineler, çok geni bir kimyasal aileyi kapsar ve genel olarak dibazik asitlerle polihidrik alkollerin kondensasyon reaksiyonu sonucunda elde edilirler.
Dibazik Asit + Polihidrik Alkol Polyester Reçine + Su
CTP-SANDER, (2005) belirtti i üzere, CTP, takviye malzemesi (camelyafı) ve ta ıyıcı matris’ in (reçine) birlikte kalıplanması ile elde edilmektedir. Polyester reçineler; kimyasal bir reaksiyon ile polimerize edilerek, sert, çözülmeyen,
ergimeyen bir madde haline dönü türülmektedir. CTP malzemenin kalitesi, (performansı), cam elyafı/reçine arasındaki ba ın kuvveti ile do ru orantılıdır.
Fiziksel performans, takviye malzemesi olan cam elyafının, - CTP içindeki oranına
- CTP içindeki da ılımına - CTP içindeki yönüne ba lıdır.
1.1.5.1.Cam Elyafı Takviyeli Polyester Genel Özellikleri :
POL FORM (bt) internet sitesine göre, CTP özellikleri:
Her türlü hava artlarına ultraviyole ı ınlara, ozon ve hidrokarbonlara kar ı dayanıklıdır.
Her türlü boya ile boyanabilir özelliktedir. +95 , -30 derece sıcaklı a kar ı dayanıklıdır.
Sodyum klorür, benzin, mazot, gazya ı % 3 sülfirik asit gibi kimyasallara dayanıklıdır.
Elektrik akımını iletmez.
CTP-SANDER (2005)’ göre CTP malzemenin en önemli avantajları, -“ Yüksek özgül mukavemet ve ısıl özellikler
-Mükemmel elastikiyet -Hafiflik
-Yüksek korozyon dayanımı -Mükemmel dielektrik nitelikler -Üstün boyutsal stabilite
-Tasarım esnekli i
-Kalıplama esnekli i (de i ik metodlarla üretilebilme esnekli i ) -Bakım gerektirmeme
-Çalınmazlık (hurda de eri yoktur) -Kolay tamir edilebilirlik
-Yüksek kimyasal dayanım
-Kendinden renklendirilebilme olana ı
- stenildi inde ı ık geçirgenlik özelli i sa lanması -Dü ük araç-gereç maliyeti
-Yüksek amortisman süreleri (sonsuz ömür) eklinde ifade edilebilir.”
Uygulamanın do ru yapılmı olması ko uluyla son derece güvenle kullanılırlar. Örne in bir kompozit türü olan cam takviyeli polyesterde kalsit, talk gibi dolgu malzemeleri kullanılması ya da uygulamada malzeme içindeki hava kabarcıklarının yeterince defedilmemi olması dı etkilere kar ı direnci zayıflatır. (Zenger Ltd. ti, 2008)
CTP malzemenin üstün mekanik dayanımının yanı sıra, hafifli i, korozyon dayanımı, dü ük yo unluk ve dayanım/yo unluk oranının yüksekli i, dü ük ısı iletkenli ine sahip olması, uzun yıllar bakım ve boya gibi ek bir hizmete ihtiyaç duymaması, üretimin dü ük i gücü ile yapılabilir olması, kolay kesilebilir ve i lenebilir olması gibi özelliklerinden dolayı CTP profilleri in aat sektöründe birçok malzemenin alternatifi olma yönünde hızla ilerlemektedir. Bütün bu üstün özelliklerinden dolayı in aat sektöründe birincil (ta ıyıcı) eleman olarak kullanılmasının yolları aranmı tır. Ba langıç a amalarında fazla yüke maruz kalmayan küçük yapılar daha sonra ise daha kapsamlı yapılarda kullanılma çalı maları devam etmi tir. (Sarıbıyık, 2006) 1.1.5.2 CTP Kullanım Alanları
ekil 1.11, ekil 1.12 ve ekil 1.13 CTP kullanım alanlarını ve dünya CTP pazarını göstermektedir.
ekil 1.12 CTP pazar payları (ReFiber ApS, b.t)
ekil 1.13 CTP Avrupa pazarı (EuCIA, bt)
Son yıllarda elyaf takviyeli polimer matrisli kompozit malzemelerin üretimi ve endüstriyel uygulamalarda kullanımı büyük ölçüde artmı tır. Bu malzemelerin yüksek özgül mukavemet ve rijitli e sahip olması uzay sanayi, otomotiv ve kimya endüstrisi gibi birçok alanda kullanılmasını sa lamı tır. Ayrıca bu malzemelerden di li, kam, tekerlek, fren ve debriyaj balatalar, yataklar, muylular gibi a ınmaya maruz kalabilecek parçaların imali de gün geçtikçe yaygınla maktadır. (Ya ar ve Arslan, 1998)
POL FORM, (bt)’ a göre, izolasyon, tekne, su deposu ve tankları, sanayi parçaları, özel in aat kalıpları, özel otomobil parçaları, büro, oto, oturma grupları sünger kalıbı, alüminyum ve epoksi kalıplar, in aat ya mur olukları ve saçak kaplamaları yapılmaktadır.
Çe itli kullanımları ekil 1.14, ekil 1.15, ekil 1.16, ekil 1.17’ de gösterilmi tir.
ekil 1.14 CTP ürünleri (Kompozit Hakkında..,bt)
ekil 1.15 CTP in aat ürünleri (POL FORM, bt) Cam Elyaf Katkılı Plastik Beton
kalıplar
Bahçe istinat duvar kalıbı ve babası Turan Haznedaro lu
Kipta konutları
Cam takviyeli Polyester (CTP) ile Ya mur olukları saçak ucu
kaplaması
Cam takviyeli Polyester (CTP) ile Ya mur olukları saçak ucu kaplaması (renk çe itleri iste e ba lıdır.) Asta n aat
Cam takviyeli Polyester (CTP) ile Dı cephe elemanları kalıpları, kapı süvesi, pencere süvesi, denizlik, kö e kitabe, v.s. kalıpları (Resim; Kastel
n aat A. .)
Markiz altı CTP kaplama
Cam takviyeli Polyester (CTP) ile yapılmı pencere nüveleri
Kolon, baba, üst küpe te, alt küpe te, demir korkuluklar v.s. (Enka Kontre Sosyal Tesisleri)
Cam takviyeli Polyester (CTP) ile 250 lt. 500 lt. 750 lt. den 20 000 lt. ye kadar depolar
Cam elyaf katkılı plastik beton kalıplar in aatlarda uygulanması ile çok sayıda fayda ve kolaylıklar sa larlar. Bakım yapılmaksızın 70 defa kullanılabilirler. Yapı maliyeti ucuzdur. Kalıpların bakım masrafı dü üktür. Cam elyafından üretildikleri için atmosfer artlarından etkilenmezler. Her beton uygulamasından sonra tazyikli su ile yıkanarak uygulamaya sokulurlar. Beton uygulamasından 3 gün sonra sökülebilir. Yaz kı her mevsimde in aat yapımına olanak sa larlar Kalıpların yüzeyi düzgün ve tek düze oldu u için kalıp sökümünden sonra beton yüzey düzgün ve parlaktır. Dolayısıyla ayrıca sıva gerektirmez. (POL FORM, bt)
Aynı zamanda ekil 1.16’ deki rüzgar türbin kanatları, cam takviyeli polyester malzemesinden yapılmadır. Di er CTP uygulamaları ekil 1.17’ de gösterilmi tir.
ekil 1.17CTP uygulamaları (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Suya dayanıklılı ının kanıtı tekne üretiminde temel malzeme olmasıdır. (Zenger Ltd. ti, 2008) ( ekil 1.18)
ekil 1.18 CTP Tekne Örne i (Uyar Marina, 2007)
Fiberglas Tekne: Fiberglas malzemenin yaygınlı ı, bu malzemenin üstünlü ünden veya en iyi yat yapım malzemesi olmasından de il, seri imalata imkan tanıyan tek malzeme olmasındandır. Büyük ve orta ölçekte tersanelerin ula tıkları yıllık üretim ve satı rakamları, kalıp teknolojileri ile di er malzemelere oranla çok kısa sürede tekne imalatına imkan tanıyan fiberglas sayesinde mümkündür. Bu nedenle zamanımızda ah ap ve metal ya küçük i letmelerin ya da seri üretim yerine mü teriye özel üretim yapan tersanelerin tercihleridir. u an dünyada ilk yapılmı fiberglas tekneler 50 ya civarında olup, hala sa lam ve güvenilir durumdadırlar. (Suna-yatçılık, 2007)
Polyester reçineler: Polyester reçineler koyu kıvamlı ve zor akan, neredeyse renksiz sıvılardır. ki bile enli bir reçine olup, sertle mesi için katalizatör etkisi gösteren MEKP (Metiletilketonperoksit) adıyla bilinen yanıcı malzeme, (% 1-2 oranında) organik peroksitin ilavesi gerekir. Sertle me süresi ortam sıcaklı ına ba lı olup, sertle tirici de denilen katalizatörlerin karı ımdaki payına ba lıdır. Reaksiyonu yava latmak gerekti inde inhibitör adı verilen katkılar kullanılır. Reçinenin normal oda sıcaklı ında sertle ebilmesi için üçüncü bir malzemeye ihtiyaç vardır. (Suna-yatçılık, 2007)
Suna-yatçılık (2007)’ e göre; hızlandırıcıyı polyestere karı tırmak dikkat ister, karı ım sırasında olu an kimyasal reaksiyon bir patlama olu turabilmektedir. Polyester reçinelerinin temel maddesi Styrol hafif zehirleyici özellikte ve reaksiyon sırasında buharla an bir malzemedir. Polyester reçineleri so uk ve rutubete
duyarlıdırlar. Kaliteli tekneler üretmek için yapım i lemi ve teknenin sertle mesi süresince atölyede sıcaklık ve rutubetin kontrol altında tutulması gerekir.
Sertle tirici, hızlandırıcı ve yava latıcılar: Sertle tirici unutuldu u takdirde reçine hiç bir zaman tam sertle meyecek, tam mukavemetine ula mayacak ve su geçirmezlik özelli i kaybolacaktır. Hızlandırıcılar ise atölye sıcaklı ı olan 15-250 °C derecelerde reaksiyonun ba laması için gereklidir, reaksiyon bir kere ba ladıktan sonra ısı üreterek tam sertle me sa lanan kadar devam eder. Aynı ekilde yava latıcı (inhibitör) ilavesiyle reaksiyon yeterli uygulama zamanını kazanmak için yava latılabilir. (Suna-yatçılık, 2007)
1.1.5.2.1 Yeni CTP Uygulamaları Yol Yaması
ekil 1.19 Yol Yaması (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Yol veya kaldırımların üzerinde olu an, çukurların kaplanmasında, onarım amaçlı SMC malzemeler kullanılmaktadır. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Ön Gösterge Panel Ta ıyıcı
ekil 1.20 Panel Ta ıyıcı (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
BMW araçlarının ön gösterge panel ta ıyıcısı %20 Cam elyafı ihtiva eden, PP malzeme ile yapılmaktadır. Enjeksiyon kalıplama ile elde edilen malzeme, dü ük a ırlıkta, yük ta ıma ve dayanıklılık özelli i ile ön plana çıkmaktadır. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Koruyucu Tampon Malzemesi
ekil 1.21 Tampon Malzemesi (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Yayaların, kaza anında, yaralanma riskini azaltan, araçların ön tampon kısmına takılan, 1 metre uzunlu unda, 1 kg a ırlı ında Cam elyaf takviyeli PA koruyucu tampon malzemesi geli tirilmektedir. (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Pencere Profilleri
ekil 1.22 Pencere Profili (Cam Elyaf Sanayii A. ., 2005)
Pencere sistemlerinde, daha yüksek ısı izolasyonu sa layan, saydam ve daha dar ebatlarda, CTP çerçeve sistemleri yeni bir ürün olarak pazara sunulmu tur. (Yeni CTP Uygulamaları, 2005)
1.1.5.3 Cam Sanayii Raporu
Cam elyaf sektörünün performansı a a ıdaki tablolarda aktarılmaktadır. (Tablo 1.7, Tablo 1.8, Tablo 1.9, Tablo 1.10)
Tablo: 1.7 Sektörde kurulu kapasite durumu (CAM SANAY RAPORU MMP Ön Raporu, EK 2D, bt)
Tablo: 1.8 Sektörde cam ürün alt grupları üretim miktarı (CAM SANAY RAPORU MMP Ön Raporu, EK 2D, bt)
Tablo: 1.9 Maliyet payları durumu (CAM SANAY RAPORU MMP Ön Raporu, EK 2D, bt)
Sektörde çalı ma standartları ve i gücü maliyeti Türkiye ortalamasının üzerindedir. Ancak verimlili i ve maliyetleri kontrol etme zorunlulu u, büyümeye ra men istihdamda son yıllarda daralmaya neden olmu tur. (CAM SANAY RAPORU MMP Ön Raporu, EK 2D, bt)
1.1.6 Üretim Yöntemleri
Akdo an Eker (2008) çalı masında görüldü ü gibi üretim yöntemleri öyledir:
AÇIK KALIPLAMA KAPALI KALIPLAMA
YÖNTEMLER YÖNTEMLER
El Yatırma Yöntemi Reçine Transfer Yöntemi (RTM)
Püskürtme Yöntemi Pultruzyon Yöntemi
Elyaf Sarma Yöntemi Ekstrüzyonla Kalıplama Yöntemi Vakum Torbası Yöntemi Hazır Kalıplama Yöntemleri
Otoklav Yöntemi -BMC
-SMC
Enjeksiyonla Kalıplama Yöntemi Savurma Kalıplama Yöntemi Basınçlı Kalıplama (Compression Molding, SMC, BMC) Yöntemi:
Ürün boyutuna göre 3-6 dakikalık bir kalıplama süresi sa layan hızlı, seri bir kalıplama metodudur. Önceden hazırlanmı , pestil veya hamur haldeki cam elyafı – polyester– dolgu ve katkı malzemeleri karı ımının 150- 170 °C sıcaklıkta, 50-120 kgf/cm² basınç altında çelik kalıplarda ekillendirilmesi metodudur. (Akdo an Eker, 2008)
Akdo an Eker (2008) belirtti i gibi, karma ık ekillerin üretilebilmesi, metal parçaların bünye içine gömülebilmesi, farklı cidar kalınlıkları gibi avantajları bulunmaktadır. Iskarta oranı dü üktür. Bu yöntemin dezavantajları kalıplama bile imlerinin buzdolaplarında saklanmaları gereklili i, kalıpların metal olmasından dolayı di er kalıplardan daha maliyetli olması, büyük parçaların üretimi için büyük ve pahalı preslere ihtiyaç olmasıdır.
SMC Kompozitler (Hazır kalıplama pestili / SMC (sheet moulding composites) Akdo an Eker (2008)’ e göre SMC ve BMC farkı u ekildedir:
SMC takviye malzemesi olarak kırpılmı lif ile dolgu malzemesi içeren bir reçinenin önceden birle tirilmesi ile olu an pestil biçiminde malzemedir. SMC, BMC'den farklı olarak pestil eklinde hazırlanmaktadır. SMC daha çok otomotiv sektöründe tercih edilir.
BMC (bulk moulding composites)
BMC takviye malzemesi olarak kırpılmı lif ve dolgu malzemesi içeren bir reçinenin önceden birle tirilmesi ile olu an hamur biçiminde malzemedir. (Akdo an Eker, 2008)
BÖLÜM K
CAM ELYAF TAKV YEL POLYESTER GER DÖNÜ ÜMÜ 2.1 Plastik Atıkların Geri Dönü ümü
ekil 2.1 Plastik atık geri dönü ümü (European Acquis for The Plastics Industry, 2008)
Plastik malzeme henüz ya adı ımız çevre ile tam olarak uyumu sa lanamamı tır. Toprakta çözülmesi için çok uzun zamanlara ihtiyaç duyan plastik malzeme bazı durumlarda zehirleyici veya ba ka ekillerde çevreye zarar verici olabilir. Bu noktada da devreye plastik malzemenin di er çok önemli bir özelli i, “ geri dönü türülüp tekrar kullanılabilirlik özelli i” girer. (Akyüz, 2001)
Akyüz (2001)’ e göre, ya adı ımız çevreyi, dünyamızı ve enerji kaynaklarımızı korumak, hem de üstün özelliklerinden faydalanmaya devam edebilmek için plastik malzemenin geri dönü ümünü sa lamak gerekli ve önemli bir i tir. Geri dönü türülen malzemenin kalitesi de bu noktada oldukça önemlidir.
2.2 Atık Yönetimi
ekil 2.2 Atıkların geri dönü ümü (European Acquis for The Plastics Industry, 2008)
